Beryllium-Kupfer-Spiralfedern für federbelastete Dichtungen

Beryllium-Kupfer schräge Schraubenfedern sind Hochleistungskomponenten, die die überlegenen mechanischen und elektrischen Eigenschaften von Berylliumkupfer (BeCu) mit den einzigartigen Konstruktionsvorteilen von kantigen Schraubenfedern kombinieren. Hier ist ein detaillierter Überblick:

1. Materialeigenschaften

Berylliumkupfer (z. B. C17200, C17500-Legierungen)

Berylliumkupfer (z. B. C17200, C17500-Legierungen) bietet eine seltene Kombination aus hohe Festigkeit (Zugfestigkeit: 1160-1380 MPa für C17200) und hervorragende Leitfähigkeit (22-28% IACS für C17200)

Dies macht es ideal für Anwendungen, die sowohl strukturelle Integrität als auch zuverlässige elektrische Leistung erfordern. Zu den wichtigsten Eigenschaften gehören:

• Ermüdungsfestigkeit: Hält Millionen von Zyklen ohne Beeinträchtigung stand, was für dynamische Umgebungen entscheidend ist.
• Korrosionsbeständigkeit: Geeignet für raue Bedingungen, einschließlich hoher Luftfeuchtigkeit und Chemikalien.
• Funkenfrei: Sicher für explosionsgefährdete Umgebungen in Branchen wie Öl und Gas.

2. Design-Vorteile

Gekantete Schraubenfedern gewinkelte, elliptische Spulen die einen Mehrpunktkontakt und eine nahezu konstante Kraft über ihren gesamten Auslenkungsbereich bieten

Dieses Design bietet:

• Hervorragende EMI/RFI-Abschirmung: Die Geometrie der Feder gewährleistet eine gleichbleibende Leitfähigkeit, was sie für empfindliche Elektronik- und Luftfahrtsysteme geeignet macht.
• Vibrationsfestigkeit: Die unabhängige Spulenauslenkung gleicht Ausrichtungsfehler aus und gewährleistet eine zuverlässige Leistung in Umgebungen mit starken Erschütterungen, wie z. B. bei ADAS-Sensoren in Fahrzeugen.
• Flächeneffizienz: Bietet hohe Kraft in kompakten Designs, was für miniaturisierte medizinische Geräte und Steckverbinder entscheidend ist.

3. Anwendungen

Übliche Verwendungszwecke sind:

• Elektronik: Hochfrequenzsteckverbinder, Relaiskontakte und Wärmemanagementkomponenten, die sowohl Leitfähigkeit als auch mechanische Stabilität erfordern.
• Luft- und Raumfahrt/Verteidigung: Avionikabschirmung, Raketenleitsysteme und leichte Strukturbauteile.
• Medizinische Geräte: Implantierbare Sensoren, MRT-Geräte und chirurgische Präzisionswerkzeuge aufgrund ihrer Biokompatibilität und Korrosionsbeständigkeit.
• Industriell: Bohrlochwerkzeuge für Ölfelder, Roboterantriebe und EMI-geschützte SPS.

4. Herstellung & Anpassung

Hersteller wie Wonder Copper und Bal Seal Engineering verwenden Kaltwickeln (für Drähte <8 mm) oder Heißspulen (für dickere Drähte), gefolgt von Aushärtung zur Optimierung von Festigkeit und Elastizität

Zu den Anpassungsoptionen gehören:

• Beschichtung: Gold, Silber oder Nickel für verbesserte Leitfähigkeit oder Korrosionsschutz.
• Lastprofile: Einstellung des Drahtdurchmessers, des Spulenwinkels und des Abstands, um präzise Einführungs- und Entnahmekräfte zu erzielen (z. B. 1 lb bis 10.000+ lb).
• Geometrien: Radiale oder axiale Konfigurationen für spezifische Montageanforderungen.

5. Vergleich der Materialien

Verglichen mit Phosphorbronze, Berylliumkupfer bietet eine höhere Festigkeit (1,5- bis 2-mal höhere Zugfestigkeit) und Leitfähigkeit und eignet sich daher für Hochleistungsanwendungen.

Phosphorbronze ist jedoch kosteneffizienter und eignet sich aufgrund seiner besseren Salzwasserbeständigkeit besser für die Meeresumwelt.

6. Industrienormen und Einhaltung von Vorschriften

Die Hersteller halten sich an Standards wie ASTM B197 (mechanische Eigenschaften) und ASTM B159 (chemische Zusammensetzung) für Beryllium-Kupfer-Legierungen

Anwendungen in der Medizin und der Luft- und Raumfahrt erfordern oft zusätzliche Zertifizierungen (z. B. ISO 13485, AS9100)

7. Einblicke für Lieferanten

Führende Anbieter wie Handa ist spezialisiert auf kundenspezifische, gekantete Spiralfedern und bietet Unterstützung bei der Konstruktion und schnelle Prototypenerstellung.

Die C17200-Federn von Handa werden zum Beispiel in Hochspannungsschaltanlagen und medizinischen Geräten eingesetzt.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Berylliumkupfer-Schrägzugfedern für die Zuverlässigkeit in anspruchsvollen Umgebungen entwickelt wurden und hervorragende Materialien mit innovativem Design kombinieren. Ob zur EMI-Abschirmung, zur elektrischen Verbindung oder zur mechanischen Verriegelung, ihre Leistung macht sie zu einer bevorzugten Wahl in allen Branchen. Für spezifische Anwendungen kann eine Beratung mit dem Hersteller die optimale Materialauswahl und die optimalen Konstruktionsparameter sicherstellen.